高考申論題
113年
[化學工程] 物理化學(包括化工熱力學、動力學)
第 一 題
📖 題組：
二、以鋅、銀電極及其相關電解液組成鋅-銀電化學電池，在 25oC、1atm 下，鋅與銀之標準還原電位分別為− 0.763 V 和 0.799 V。已知法拉第常數（Faraday constant）為 96485 C mol-1。（每小題 5 分，共 15 分） (一)請寫下此電池之半反應與全反應。 (二)計算此電池之標準電動勢（emf）。 (三)若電池中電解液之鋅離子濃度改為 0.001 M，而銀離子為 0.5 M，計算此 25oC 下之電池電動勢。
二、以鋅、銀電極及其相關電解液組成鋅-銀電化學電池，在 25oC、1atm 下，鋅與銀之標準還原電位分別為− 0.763 V 和 0.799 V。已知法拉第常數（Faraday constant）為 96485 C mol-1。（每小題 5 分，共 15 分） (一)請寫下此電池之半反應與全反應。 (二)計算此電池之標準電動勢（emf）。 (三)若電池中電解液之鋅離子濃度改為 0.001 M，而銀離子為 0.5 M，計算此 25oC 下之電池電動勢。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
請寫下此電池之半反應與全反應。
思路引導 VIP
- 判斷陽極與陰極：還原電位愈低者愈容易失去電子（氧化），作為陽極；還原電位愈高者愈容易得到電子（還原），作為陰極。
- 寫出半反應：鋅（Zn）是還原電位低者，發生氧化反應；銀（Ag）是還原電位高者，發生還原反應。
小題 (二)
計算此電池之標準電動勢（emf）。
思路引導 VIP
利用標準電動勢公式 $E^0_{cell} = E^0_{cathode} - E^0_{anode}$ 即可得出答案。
小題 (三)
若電池中電解液之鋅離子濃度改為 0.001 M，而銀離子為 0.5 M，計算此 25oC 下之電池電動勢。
思路引導 VIP
- 辨識公式：當濃度偏離標準態（1M）時，必須使用能斯特方程式（Nernst Equation）。
- 確定參數：轉移電子數 $n=2$，反應商 $Q = [Zn^{2+}] / [Ag^+]^2$。